Paul Ehrlich

Nov 11, 2021
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Le biochimiste allemand Paul Ehrlich (1854-1915) a développé une théorie chimique pour expliquer la réponse immunitaire de l’organisme et a réalisé des travaux importants en chimiothérapie, inventant le terme magic bullet. Ehrlich a reçu le prix Nobel de physiologie ou de médecine en 1908.

En 1906, Ehrlich a prophétisé le rôle de la recherche pharmaceutique moderne, prédisant que les chimistes dans leurs laboratoires seraient bientôt en mesure de produire des substances qui rechercheraient des agents pathogènes spécifiques. Il appelait ces substances des « balles magiques ». Ehrlich lui-même a rencontré des succès importants dans les domaines émergents des antitoxines sériques et de la chimiothérapie.

Travaux précoces avec les colorants

Ehrlich est né près de Breslau – alors en Allemagne, mais aujourd’hui connu sous le nom de Wrocław, en Pologne. Il a étudié pour devenir médecin à l’université de cette ville, ainsi qu’à Strasbourg, Freiburg im Breisgau et Leipzig. À Breslau, il a travaillé dans le laboratoire de son cousin Carl Weigert, un pathologiste qui a été le premier à utiliser des colorants anilines comme colorants biologiques. Ehrlich s’est intéressé à la sélectivité des colorants pour des organes, des tissus et des cellules spécifiques, et il a poursuivi ses recherches à l’hôpital de la Charité à Berlin. Après avoir montré que les colorants réagissaient spécifiquement avec divers composants des cellules sanguines et des cellules d’autres tissus, il a commencé à tester les propriétés thérapeutiques des colorants afin de déterminer s’ils pouvaient tuer les microbes pathogènes. Il rencontra des résultats prometteurs en utilisant le bleu de méthylène pour tuer le parasite de la malaria.

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Portrait de Paul Ehrlich, par H. Hinkley. 20e siècle. Ehrlich tient un document, peut-être étiqueté « Salvarsan », qui était connu comme la balle magique contre la syphilis.

Institut d’histoire des sciences/Will Brown

Antitoxines des sérums sanguins

Après un accès de tuberculose et sa guérison ultérieure par la tuberculinothérapie, développée par son compatriote allemand Robert Koch, Ehrlich concentre son attention sur les toxines et antitoxines bactériennes. Il a d’abord travaillé dans un petit laboratoire privé, puis il a été invité à travailler à l’Institut des maladies infectieuses de Koch à Berlin. L’ère post-Pasteur était une période passionnante pour la recherche de remèdes et de mesures préventives, et l’Institut Koch était l’un des meilleurs endroits où se trouver. Parmi les nouveaux collègues d’Ehrlich figurent Emil von Behring et Shibasaburo Kitasato, qui viennent de mettre au point des « thérapies sériques » contre la diphtérie et le tétanos. Alors que les vaccins de Louis Pasteur et la tuberculine de Koch étaient fabriqués à partir de bactéries affaiblies, ces nouvelles sérothérapies utilisaient le sérum sanguin, ou liquide sanguin sans cellules, extrait du sang d’animaux immunisés naturellement ou artificiellement pour induire l’immunité. Von Behring et Kitasato ont développé le concept d' »antitoxine » pour expliquer les propriétés immunisantes des sérums. L’une des tâches d’Ehrlich à l’institut était de fabriquer l’antitoxine diphtérique de von Behring en quantité et, plus tard, de contrôler la qualité du produit fabriqué par la société chimico-pharmaceutique Hoechst. En effectuant ce travail, il a déterminé comment stimuler systématiquement l’immunité et comment produire des sérums de haute qualité.

En reconnaissance des accomplissements d’Ehrlich et de sa promesse en tant que chercheur, en 1896, l’Institut pour la recherche et l’essai des sérums a été établi pour lui dans une banlieue de Berlin. En 1899, l’institut déménage à Francfort dans des locaux plus adaptés et est rebaptisé Institut royal prussien de thérapie expérimentale.

Un prix Nobel et des balles magiques

En 1908, Ehrlich partage le prix Nobel de physiologie ou de médecine avec Élie Metchnikoff pour leurs voies distinctes vers la compréhension de la réponse immunitaire : Ehrlich a présenté une théorie chimique pour expliquer la formation d’antitoxines, ou anticorps, pour combattre les toxines libérées par les bactéries, tandis que Metchnikoff a étudié le rôle des globules blancs (phagocytes) dans la destruction des bactéries elles-mêmes. A cette époque, la plupart des scientifiques s’accordaient à dire que les deux explications du système immunitaire étaient nécessaires.

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Paul Ehrlich.

Bibliothèque nationale de médecine, collection Images de l’histoire de la médecine (IHM)

Au début de sa carrière, Ehrlich a commencé à développer une théorie de la structure chimique pour expliquer la réponse immunitaire. Il considérait les toxines et les antitoxines comme des substances chimiques à une époque où l’on savait peu de choses sur leur nature exacte. Jusqu’à cette époque, les scientifiques qui synthétisaient des agents thérapeutiques s’acquittaient de leur tâche avec peu d’hypothèses sur le lieu et la manière dont ces agents interagissaient avec les systèmes vivants. Ehrlich supposait que les cellules vivantes possédaient des chaînes latérales – une chaîne ou un groupe d’atomes plus courts attachés à une chaîne principale dans une molécule – de la même manière que les molécules de colorants étaient connues pour avoir des chaînes latérales liées à leurs propriétés de coloration. Ces chaînes latérales peuvent être liées à des toxines particulières. Selon Ehrlich, une cellule menacée par des corps étrangers développe davantage de chaînes latérales, plus que nécessaire pour retenir les corps étrangers dans son voisinage immédiat. Ces chaînes latérales « supplémentaires » se détachent pour devenir des anticorps et circulent dans tout l’organisme. Ce sont ces anticorps, à la recherche de toxines, qu’Ehrlich a d’abord décrit comme des balles magiques.

Chémothérapie

La thérapie par le sérum était pour Ehrlich la méthode idéale pour lutter contre les maladies infectieuses. Dans les cas, cependant, où des sérums efficaces ne pouvaient être découverts, Ehrlich se tournait vers la synthèse de nouveaux produits chimiques, éclairé par sa théorie selon laquelle l’efficacité d’un agent thérapeutique dépendait de ses chaînes latérales. Ces « chimiothérapies » devaient être les nouvelles balles magiques.

À Francfort, Ehrlich délaisse ses travaux sur les sérums thérapeutiques pour se tourner vers les chimiothérapies et les colorants. Ciblant d’abord les protozoaires connus pour être responsables de certaines maladies, comme la maladie du sommeil, il synthétise avec le bactériologiste japonais Kiyoshi Shiga le rouge trypan, un remède très efficace contre cette maladie. En 1906, le Georg-Speyer-Haus, un institut de recherche sur la chimiothérapie, est créé avec son propre personnel sous la direction d’Ehrlich. Bientôt, cet institut et les sociétés chimiques Hoechst et Cassella concluent un accord qui donne à ces sociétés le droit de breveter, de fabriquer et de commercialiser les préparations découvertes par Ehrlich et ses collègues. Les sociétés acceptaient en outre de fournir des intermédiaires chimiques pour les synthèses que le personnel de l’institut entreprendrait.

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Un échantillon de Salvarsan de 1936. Le Salvarsan a été utilisé pour traiter la syphilis jusque dans les années 1940.

Science History Institute

Salvarsan

Les chercheurs, qui comptent désormais un chimiste organique, Alfred Bertheim, et un bactériologiste, Sahashiro Hata, élargissent les micro-organismes ciblés aux spirochètes, récemment identifiés comme la cause de la syphilis. En partant d’un composé de l’arsenic, l’atoxyl, ils ont découvert le Salvarsan (1909) en trois ans et trois cents synthèses plus tard – ce qui était à l’époque un nombre incroyablement élevé. Le Salvarsan est d’abord testé sur des lapins infectés par la syphilis, puis sur des patients atteints de la démence associée aux derniers stades de la maladie. Étonnamment, plusieurs de ces patients « en phase terminale » se rétablissent après le traitement. D’autres tests ont révélé que le Salvarsan était en fait plus efficace s’il était administré pendant les premiers stades de la maladie. Salvarsan et Neosalvarsan (1912) ont conservé leur rôle de médicaments les plus efficaces pour traiter la syphilis jusqu’à l’arrivée des antibiotiques dans les années 1940.

Les informations contenues dans cette biographie ont été mises à jour pour la dernière fois le 5 décembre 2017.

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